एक धातु परिष्करण अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र ने केवल पांच महीनों के बाद 6 किलोवाट पीटीएफई विसर्जन हीटर को बदल दिया। हीटर को 15,000{7}}लीटर इक्वलाइज़ेशन टैंक में स्थापित किया गया था जो प्लेटिंग, फॉस्फेटिंग और एनोडाइजिंग लाइनों से कुल्ला पानी प्राप्त करता है। टैंक में 3-5% निलंबित ठोस-धातु हाइड्रॉक्साइड, कैल्शियम फॉस्फेट अवक्षेप और कैरीओवर ग्रिट थे। हीटर की सतह पर एम्बेडेड पार्टिकुलेट के साथ एक मोटी, असमान जमा परत दिखाई दी। इन्सुलेशन प्रतिरोध 20 MΩ से नीचे गिर गया था।
उच्च -ठोस अपशिष्ट जल मूल रूप से साफ चढ़ाने वाले स्नान से भिन्न होता है। द्रव कोई विलयन नहीं है-यह एक निलंबन है। ठोस कण गर्म सतहों पर जम जाते हैं, जमा हो जाते हैं। इस वातावरण में पीटीएफई विसर्जन हीटर पर थर्मल और मैकेनिकल मांगों के लिए एक डिजाइन दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है जो ठोस एकाग्रता, कण आकार वितरण, निपटान वेग और संयंत्र में उपलब्ध सफाई विधि के लिए जिम्मेदार होती है।
निलंबित ठोस ऊष्मा स्थानांतरण समीकरण को क्यों बदलते हैं?
निलंबित कण ऊष्मा स्थानांतरण को दो तरह से प्रभावित करते हैं। सबसे पहले, वे तरल पदार्थ की प्रभावी चिपचिपाहट को बढ़ाते हैं, हीटर की सतह पर थर्मल सीमा परत को मोटा करते हैं। दूसरा, वे सीधे हीटर पर जमा होते हैं, एक छिद्रपूर्ण, असमान परत बनाते हैं जो थर्मल प्रतिरोध जोड़ता है और मोटे जमाव के नीचे स्थानीयकृत गर्म स्थान बनाता है।
जमाव दर कण सांद्रता, हीटर पर प्रवाह वेग और हीटर और थोक तरल पदार्थ के बीच तापमान अंतर पर निर्भर करती है। उच्च हीटर की सतह का तापमान विघटित प्रजातियों की वर्षा को बढ़ावा देकर और कणों को गर्म सतह पर अधिक मजबूती से चिपकने के कारण जमाव को बढ़ाता है।
| निलंबित ठोस सांद्रण | सापेक्ष श्यानता | हीटर पर जमाव दर | 2 मिमी स्केल का समय | सुरक्षित वाट घनत्व |
|---|---|---|---|---|
| <0.1% (clean water) | 1.0× | बहुत कम | >12 महीने | 1.5-2.0 डब्लू/सेमी² |
| 0.5-1.0% (हल्के ठोस) | 1.1–1.3× | कम | 6-10 महीने | 1.2-1.4 डब्ल्यू/सेमी² |
| 2-3% (मध्यम ठोस) | 1.3–1.8× | मध्यम | 3-5 महीने | 0.9-1.1 डब्लू/सेमी² |
| 4-6% (भारी ठोस) | 1.8–2.5× | उच्च | 6-10 सप्ताह | 0.6–0.8 डब्लू/सेमी² |
मिश्रित चढ़ाना और फॉस्फेटिंग कुल्ला पानी प्राप्त करने वाले अपशिष्ट जल उपचार टैंकों से जमाव दर
उच्च-ठोस सेवा में लंबवत बनाम क्षैतिज माउंटिंग
हीटर का रुख यह निर्धारित करता है कि ठोस पदार्थ सतह पर जम जाते हैं या फिसल जाते हैं। क्षैतिज रूप से स्थापित हीटर एक बड़ी ऊपर की ओर मुख वाली सतह प्रस्तुत करता है जहां कण गुरुत्वाकर्षण द्वारा जमा होते हैं। जमा परत ऊपर से नीचे की ओर बढ़ती है, और सबसे मोटा संचय ऊपरी सतह पर होता है जहां प्रवाह सबसे कमजोर होता है।
लंबवत रूप से लगा हुआ हीटर एक छोटा क्षैतिज क्रॉस-सेक्शन प्रस्तुत करता है। जो ठोस फ़्लैंज के शीर्ष पर या क्षैतिज समर्थन सदस्यों पर जम जाते हैं, वे पूरी गर्म सतह को कवर नहीं करते हैं। ऊर्ध्वाधर हीटर की सतह गुरुत्वाकर्षण स्थिरीकरण के बजाय मुख्य रूप से कतरनी संचालित जमाव का अनुभव करती है। अपशिष्ट जल टैंकों के फ़ील्ड डेटा से पता चलता है कि ऊर्ध्वाधर रूप से स्थापित हीटर क्षैतिज इकाइयों की तुलना में समान परिचालन अवधि में 40-60% कम जमा करते हैं।
| माउंटिंग ओरिएंटेशन | जमा संचय | सफ़ाई की आवृत्ति | सर्वोत्तम अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| क्षैतिज, ऊपर की ओर {{0}मुखी | उच्च | अक्सर | सिफारिश नहीं की गई |
| क्षैतिज, नीचे की ओर {{0}मुखी | मध्यम | मध्यम | सीमित स्थान |
| ऊर्ध्वाधर, प्रवाह के समानांतर | कम | निराला | अधिकांश अनुप्रयोग |
| प्रवाह के लिए लंबवत, लंबवत | मध्यम | मध्यम | उच्च-प्रवाह टैंक |
माउंटिंग ओरिएंटेशन और जमा संचय पर इसका प्रभाव
सतही फिनिश और हीटर ज्यामिति प्रभाव
एक चिकनी, पॉलिश की गई पीटीएफई सतह जमा ठोस पदार्थों की आसंजन शक्ति को कम कर देती है। टैंक मिश्रण या सफाई चक्र के दौरान प्रवाह वेग बढ़ने पर कण जो किसी खुरदरी सतह से मजबूती से बंधे होते हैं, वे अधिक आसानी से फिसल जाते हैं। पॉलिश की गई सतहें मानक सतह फिनिश की तुलना में उच्च ठोस सेवा में सफाई अंतराल को 30-50% तक बढ़ा देती हैं।
हीटर का व्यास भी मायने रखता है। एक बड़े -व्यास वाले आवरण में निचली सतह{{2}क्षेत्रफल{{3}से{{4}आयतन अनुपात होता है, जो प्रदत्त बिजली की प्रति इकाई जमाव के लिए उपलब्ध कुल सतह को कम कर देता है। लेकिन बड़े व्यास का मतलब किसी दी गई लंबाई के लिए कम सतह क्षेत्र भी है, समान आउटपुट प्राप्त करने के लिए लंबे हीटर या उच्च वाट घनत्व की आवश्यकता होती है।
ठोस पदार्थों से लदे टैंकों के लिए आंदोलन और सफाई रणनीतियाँ
रुक-रुक कर उच्च {{0} वेग मिश्रण उच्च {{2} ठोस सेवा के लिए निरंतर निम्न स्तर के आंदोलन की तुलना में अधिक प्रभावी है। समय-समय पर हीटर पर प्रवाह वेग को 0.5-0.8 मीटर/सेकेंड तक बढ़ाने से ढीले जमाव को कठोर परत में कठोर होने से पहले साफ किया जाता है। इसे एक टाइमर नियंत्रित एडक्टर या एक समर्पित मिक्सिंग पंप के साथ प्राप्त किया जा सकता है जो हर घंटे 5-10 मिनट तक चलता है।
जगह-जगह रासायनिक सफाई के लिए एक सफाई समाधान की आवश्यकता होती है जो विशिष्ट जमा संरचना को भंग कर देता है। धातु हाइड्रॉक्साइड स्केल तनु अम्ल पर प्रतिक्रिया करते हैं। कैल्शियम फॉस्फेट जमाव के लिए चेलेटिंग एजेंट या हल्के एसिड सोख की आवश्यकता होती है। निरीक्षण निष्कर्षों पर आधारित एक सफाई कार्यक्रम, न कि कोई निश्चित कैलेंडर, - जमाव को मोटाई तक पहुंचने से रोकता है जो हीटर की सतह के तापमान को गिरावट की सीमा तक ले जाता है।
| सफ़ाई का तरीका | धातु हाइड्रॉक्साइड्स पर प्रभावशीलता | फॉस्फेट स्केल पर प्रभावशीलता | पीटीएफई के लिए जोखिम | अनुशंसित अंतराल |
|---|---|---|---|---|
| एचसीएल परिसंचरण को पतला करें | उच्च | मध्यम | कम | 4-8 सप्ताह |
| सल्फामिक एसिड सोखें | मध्यम | उच्च | कम | 6-10 सप्ताह |
| ईडीटीए केलेशन | मध्यम | उच्च | कम | 8-12 सप्ताह |
| उच्च-दबाव वाला जल जेट | उच्च | मध्यम | मध्यम | 8-12 सप्ताह |
| यांत्रिक ब्रशिंग | उच्च | उच्च | उच्च | सिफारिश नहीं की गई |
पीटीएफई विसर्जन हीटर के साथ अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं से सफाई विधि की सिफारिशें
उच्च-ठोस अपशिष्ट जल के लिए व्यावहारिक विशिष्टता चरण
ठोस लक्षण वर्णन से आरंभ करें। कुल निलंबित ठोस सांद्रता, कण आकार वितरण और खनिज संरचना जमाव दर और आवश्यक सफाई विधि निर्धारित करते हैं। एक सरल ग्रेविमेट्रिक विश्लेषण और अपस्ट्रीम प्रक्रिया रसायन विज्ञान की समीक्षा अधिकांश आवश्यक जानकारी प्रदान करती है।
वास्तविक ठोस सांद्रता से वाट घनत्व का चयन करें। 2-3% निलंबित ठोस पदार्थों के लिए, 0.9-1.1 W/cm² की सीमा उपयुक्त है। 4% से ऊपर ठोस, 0.6–0.8 W/cm² तक कम। ये मान ऊर्ध्वाधर माउंटिंग और आवधिक उच्च वेग मिश्रण को मानते हैं। क्षैतिज माउंटिंग के लिए 20-30% की और कमी की आवश्यकता होती है।
एक पॉलिश हीटर सतह निर्दिष्ट करें। अतिरिक्त लागत मामूली है और सफाई अंतराल में विस्तार पर्याप्त है। सत्यापित करें कि टैंक में गर्म खंड के ऊपर कम से कम 75 मिमी तरल कवरेज के साथ ऊर्ध्वाधर स्थापना के लिए पर्याप्त गहराई है। यदि गहराई अपर्याप्त है, तो एक लंबी इकाई के बजाय कई छोटे हीटरों पर विचार करें।
प्रवाह निगरानी और उच्च तापमान कटआउट स्थापित करें। उच्च ठोस सेवा में, एक प्लग किया गया फिल्टर या एक असफल मिश्रण पंप घंटों के भीतर प्रवाह वेग को सुरक्षित सीमा से नीचे गिरा सकता है। एक फ्लो स्विच और हीटर की सतह का तापमान सामान्य ऑपरेटिंग तापमान से 15-20 डिग्री ऊपर होता है, जो प्रवाह के नुकसान के बाद होने वाली तीव्र ओवरहीटिंग से सुरक्षा प्रदान करता है।
जब मानक हीटर ठोस भार को समायोजित नहीं कर सकते
उच्च ठोस सांद्रता और सीमित परिधीय स्थान वाले अपशिष्ट जल उपचार टैंक अक्सर वाट घनत्व पर मानक पीटीएफई विसर्जन हीटर को समायोजित नहीं कर सकते हैं जो तेजी से गंदगी को रोकते हैं। 0.8 डब्लू/सेमी² पर 6 किलोवाट ड्यूटी के लिए 7,500 सेमी² हीटर सतह की आवश्यकता होती है, जो सामान्य टैंक आयामों में एक हीटर द्वारा प्रदान की जाने वाली क्षमता से अधिक होती है।
एक बड़े सतह क्षेत्र, कम वाट घनत्व और एक पॉलिश सतह के साथ एक कस्टम पीटीएफई इमर्शन हीटर कॉन्फ़िगरेशन ठोस पदार्थों से संबंधित गंदगी के मूल कारण को संबोधित करता है। विनिर्देशन प्रक्रिया के लिए निलंबित ठोस सांद्रता, कण विशेषताओं, टैंक आयाम, मिश्रण विधि और आवश्यक वाट क्षमता की आवश्यकता होती है। कई अपशिष्ट जल उपचार टैंकों वाली सुविधाओं के लिए, यह एप्लिकेशन {{3}विशिष्ट दृष्टिकोण जमा से संबंधित ओवरहीटिंग को कम करता है और आवश्यक सफाई के बीच के अंतराल को बढ़ाता है।
